掘進工作面供電設計

1、實用文檔掘進工作面供電設計機電科目錄一已知資料2.二設備選用2.1掘進工作面設備選型2.2移動變電站選擇2.2.1 計算公式2.2.2 移動變電站的選擇3.2.3 移動變電站高壓配電的選擇 4三高壓電纜選擇4.3.1 型號的確定4.3.1.1 按長時允許電流選電纜截面 4.3.1.2 按經(jīng)濟電流密度初選主截面 53.2 校驗5.3.2.1 按長時最大允許負荷電流校驗53.2.2 按熱穩(wěn)定條件校驗電纜截面63.2.3 按允許電壓損失校驗電纜截面 6四低壓電纜的選擇7.4.1 確定型號7.4.2 選擇并校驗7.五 供電系統(tǒng)短路電流計算（有名制法）8.5.1 短路計算的原則 8.5.2 短路計算的過

2、程9.5.3 所有設備兩相短路電流統(tǒng)計表12六保護裝置的整定.136.1 變壓器保護裝置的整定 .136.2 控制開關保護整定1.46.2.1 皮帶電機控制開關保護整定（120開關）1 46.2.2 絞車電機控制開關保護整定（80N開關）1 56.2.3 張緊車電機控制開關保護整定（80N開關）1 66.2.4 總開關保護整定（400饋電開關） 16進工作面供電設計一已知資料掘進工作面所在煤層為出煤，水平為一水平，采區(qū)為一采區(qū)。工作 面走向長度1600mfc右，傾角39° ,煤層平均厚度6.19m,容重1.4*10 3 3kg/m。礦井井下高壓采用10kV供電，由六聯(lián)巷采區(qū)變電所負責

3、向該掘進 工作面供電。根據(jù)用電設備的容量與布置，采用 660V電壓等級供電， 照明及保護控制電壓采用127V。二設備選用1掘進工作面設備選型(1)掘進機，佳木斯煤礦機械有限公司生產(chǎn)的 EBZ 160型懸臂式 掘進機。總裝機功率為246kW其中1臺截割電動機功率160kW液壓 電機的功率為75kW額定電壓1140V。(2)帶式輸送機，焦作市新立康機械有限公司生產(chǎn)的DSJ802*55帶式輸送機。功率為2*55kW 工作電壓為660/1140V。2移動變電站選擇2.1 計算公式計算電力負荷總視在功率：K" PS )N kVAcos式中：S一所計算的電力負荷總的視在功率，kVA工PN 參加計

4、算的所有用電設備額定功率之和，kWcos中一參加計算的電力負荷的平均功率因數(shù)；K r -需用系數(shù)。Kr按下式進行選擇PSKr=0.4+0.6三Pn式中：Ps 最大電機的功率數(shù)，kVV工Pn 其他參加計算的用電設備額定功率之和，kVV2.2 移動變電站的選擇移動變電站負荷統(tǒng)計：供電設備用電設備額定功率（kW額定電壓（V）KBSGZY2-T-500/10掘進機EBZ 1602*80+75660帶式輸送機DSJ80 2*552*55660皮帶張緊電機7.5660絞車11660合計363.5其計算負荷為KPN1 363.5S =-N = = 428kVAcos 0.85式中：Kr 需用系數(shù)，取Kr =

5、 1cos* 一加權平均功率因數(shù)，取 0.85因此選取1臺 KBSGZY2-T-500/10 10000V/690V,額定容量為:500kVA> 428kVA 滿足供電的要求。2.3 移動變電站高壓配電的選擇(1)配電裝置額定電壓：選定為10kV。(2)高壓配電裝置額定電流應大于變壓器的最大長時工作電流。變壓器最大長時工作電流即額定電流Ie為:Ie、3 UeSe式中:Se變壓器額定容量，kVA;U e 一變壓器高壓側(cè)額定電壓，kV因此移變高壓開關的選擇:高壓側(cè)額定電流為:IeSe500.3 Ue .3 10=86.6A根據(jù)計算選擇PJG-100/10Y型高壓真空配電裝置。高壓電纜選擇3.

6、1 型號的確定3.1.1 按長時允許電流選電纜截面向移動變電站供電的總負荷電流:,Kr三R 103 0.72 363.5 103 I max = I ca= :- -3=21.6A3UnC0S：,3 10 103 0.7式中：ER參加計算的所有用電設備額定功率之和，kWKr需用系數(shù)，Kr =0.72；cose 一加權平均功率因數(shù)，取0.7 ;U n=10000V3.1.2 按經(jīng)濟電流密度初選主截面其經(jīng)濟截面為：Ae=巫=9.6mm 2Jed 2.25A-電纜主芯截面j-經(jīng)濟電流密度A/m吊根據(jù)高壓電纜經(jīng)濟電流密度校驗 50mmfe纜能夠滿足要求。經(jīng)濟電 流密度查表，取Jed=2.25A/mn2

7、。最后選高壓電纜的長度 230m ,其型號可選現(xiàn)有 MYPTJ3*50+1*25/3+3*25所用電纜截面偏大，熱穩(wěn)定校驗和電壓損失 校驗均能通過時，滿足使用要求。3.2 校驗3.2.1 按長時最大允許負荷電流校驗查表得MYPTJ3*50+1*25/3+3*25型電纜的長時最大允許負荷電流Ip=187A而計算的電纜長時最大負荷電流為：Ica=21.6AIca=21.6A< lp = 187A 滿足要求。3.2.2 按熱穩(wěn)定條件校驗電纜截面Ain = Iss工=2749 -025 =14.72<50mr2滿足熱穩(wěn)定要求。 iin ssC93.4式中:tph 短路電流的假象時間，即熱等

8、效時間，取 0.25S;電纜熱穩(wěn)定系數(shù)，銅芯橡套電纜 C=93.4。3I ss亳二篇l2749A。（考慮電纜入口處發(fā)生短路時， 其值最大，也就是最不利的情況。）3.2.3 按允許電壓損失校驗電纜截面MYPTJ3*50+1*25/3+3*25 型電纜查表得，cos* = 0.85 時，50mmi同芯電纜的每兆瓦公里負荷矩的電壓降為：K=0.48%按公式： U%=KPL 0.48%X 3.99 X 0.23=0.4%<7%式中： U% 高壓電纜線路中的電壓損失百分數(shù)。K一每兆瓦公里負荷矩電纜中電壓損失的百分數(shù)，其數(shù)值可查表P電纜輸送的有功功率，MWL電纜線路長度，km7% 允許電壓損失百分數(shù)

9、。綜上所述：所選MYPTJ3*50+1*25/3+3*25型高壓電纜能夠滿足供電的要求。四低壓電纜的選擇4.1 確定型號選擇的低壓電纜要符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。根據(jù)電壓等級、 使用保護環(huán)境、機械的工作情況等確定電纜的型號。4.2 選擇并校驗長時負荷電流取電動機額定電流，見負荷統(tǒng)計表。也可以用下面公 式計算:-3I = Ica NK=Pn 10，3U n cos n式中:工Pn 參加計算的所有用電設備額定功率之和，kVVK r -需用系數(shù)。cosN 參加計算的電力負荷的平均功率因數(shù);1）掘進機電纜:ZPNKr 1000152 1 1000x 3U e cos 3 660 0.8= 166.2A文

10、案大全MYP-3*95+1*35屏蔽電纜的長時允許載流量為 260A,并考慮其機械強度，決定電纜選用 MYP-3*95+1*35屏蔽電纜。2）皮帶機電纜:ZPNKr 1000110 1 1000、.3Uecos/3 660 0.8= 120.3A考慮電纜長時允許通過電流和機械強度，決定選MYP-3*50+1*16型屏蔽電纜，該型電纜長時允許通過電流為 173A3)絞車電纜:ZPNKr 10003U ecos 11 1 1000,3 660 0.8二 12A考慮電纜長時允許通過電流和機械強度，決定選用MYP-3*25+1*16型屏蔽電纜，該型電纜長時允許通過電流為113A4)張緊車電纜:三 Pn

11、K10007.5 1 1000、,3uecos .3 660 0.8= 8.2A考慮電纜長時允許通過電流和機械強度,決定選用 MYP-3*25+1*16型屏蔽電纜，該型電纜長時允許通過電流為113A五 供電系統(tǒng)短路電流計算(有名制法)5.1 短路計算的原則(1)短路電流計算時，其電壓取平均電壓，各電壓等級的平均電 壓見下表。表：標準電壓等級的平均電壓值標準電壓/kV0.1270.220.380.661.1403.361035平均電壓U ar /kV0.1330.230.400.691.203.46.310.537(2)短路點的選定綜采工作面供電計算，選移動變電站高壓電纜進線端作為短路點， 計算

12、三相短路電流，校驗移動變電站的高壓開關的斷流能力； 計算兩相 短路電流，整定前級10kV隔爆開關中的繼電保護裝置。(3)元件電抗的計算。10kV高壓供電系統(tǒng)，在計算短路電流時，忽略短路回路中各元件 的電阻。(4)井下單位長度電阻與電抗換算表礦用低壓橡套電纜的單位長度電阻與電抗阻抗Zo( Q /km)截回(mm)4610162535507095120電阻R5.53.6932.1591.3690.86380.61600.44840.31510.23010.18電抗X)0.1010.0950.0920.0900.0880.0840.0810.0780.0750.074礦用鎧裝電纜單位長度的有效電阻和

13、電抗(Q /km)電纜主芯線截面(mm)銅鋁10kV10kVR0XRX)161.3130.082.2120.08250.84r 0.081.4160.08350.60.081.0090.08500.420.080.7080.08700.3P 0.080.5060.08950.2210.080.3720.081200.1750.080.2950.081500.140.080.2360.081850.1140.080.1910.085.2 短路計算的過程(1)移變二次出口端的短路電流Idi計算系統(tǒng)阻抗變壓器二次電壓690V,容量500kVA,系統(tǒng)短路容量按100MVA+算, 則系統(tǒng)電抗為_2 21

14、00MVAXx =且二(069=0."高壓電纜阻抗10kV 電纜長度 L=0.23km;查表得，R0 =0.588 q /km,x 0 =0.078 q /km;高壓電纜電阻、電抗：Rg=r0l=0.588 0.23=0.135Xg=x 0I =0.078 0.23=0.018變壓器阻抗移動變電站的型號為：KBSGZY2-T-500/10變壓器二次側(cè)電壓為660V,由變壓器性能參數(shù)表可知Uk%=4.5%, APk =3.5kW則變壓器的電阻、電抗:Rt = PkU；N3500WM(0.69kV)2(500kVA)2= 0.0067Xt22Uk% U2v 4.5%x(0.69kV)2

15、100 8TN - 500kVA .=0.043 1則總得電阻和電抗值:ZR -RgRTK20135 0.0067-0.00671?14.52 X 一ZX =Xx -2Kb0 018XT =0.00480.043=0.047914.5則可得短路電流為:I d2)Ue6902« 瓦)2 +(反)2240.0067 2 +0.04792 =7128 A(2)掘進機電機處短路電流Id2計算MYP 3X 95+1 x姓纜的電阻、電抗：L=800米，阻抗參數(shù)：R=0.2301 C/km, Xo=0.075C/km田=0.23 X 0.8=0.184 QXgi=0.075 X 0.8=0.06

16、Q則總得電阻和電抗值：ER=0.184+0.0067=0.1907 QEX=0.06+0.0479=0.1079 Q則可得短路電流為：aUe690Id2 1575/2V(工R)2+(ZX)2270.19072 +0.10792(3)皮帶機電機處短路電流Id3計算MYP 3X 50型電纜的電阻、電抗：L=30米，阻抗參數(shù)：R=0.4484c/km, Xo=0.081 Q/kmRg1=0.4484X 0.03=0.0135QXg1=0.081X0.03=0.0024Q則總得電阻和電抗值：E R=0.0067+0.0135=0.0202QE X=0.0479+0.0024=0.0503Q則可得短路電

17、流為：d3二 6365 A6902 .( ER)2 (三X)22 0.02022 0.0503(4)絞車電機處短路電流I d4計算MYP 3X 25型電纜的電阻、電抗：L=100米，阻抗參數(shù)：R=0.8638G/km, Xo=0.088Q/kmRg1=0.8638X 0.1=0.0864QXg1=0.088X0.1=0.0088Q則總得電阻和電抗值：E R=0.0864+0.0067=0.0931QE X=0.0088+0.0479=0.0567Q則可得短路電流為：d42公！R)2 +(1X)26902,0.09312 0.05672= 3165A（3）張緊車電機處短路電流Id5計算MYP 3

18、X 25型電纜的電阻、電抗:L=150米，阻抗參數(shù)：R=0.8638c/km, X=0.088c/kmRgi=0.8638X 0.15=0.13。Xg1=0.088X0.15=0.0132Q則總得電阻和電抗值：E R=0.13+0.0067=0.1367QE X=0.0132+0.0479=0.0611Q則可得短路電流為：d52、.（書）2 （三X）269020.13672 0.06112= 2305 A5.3所有設備兩相短路電流統(tǒng)計表廳P設備名稱兩相短路電流（A）1掘進機15752皮帶機63653絞車31654張緊車2305六保護裝置的整定6.1變壓器保護裝置的整定(1)高壓配電箱過流保護裝

19、置的整定過載保護整定隔爆型高壓配電箱過載保護裝置的動作電流，按移動變電站一次側(cè) 額定電流來整定，即5002929A,3 10、'、PI Z = IN 二3 Un整定值取29Ao短路保護整定按躲開最大電動機起動,即采煤機起動，其他電動機正常運行來考慮，其一次側(cè)動作電流計算值為:1.2 1.41.2-Idz=IQN Kx' IN152 5+1 128.5 =72.4 AKt3 10 0.85式中：1.21.4 可靠系數(shù)；IQN 容量最大的電動機的額定啟動電流，對于有數(shù)臺電動機同時起動的工作機械，若其總功率大于單臺起動的容量最大的電動機功率時，IQN則為這幾臺同時起動的電動機的額定起

20、動電流之和，A；Kx需用系數(shù)，取0.5-1 ;v In 其余電動機的額定電流之和，A；動作電流倍數(shù)靠=2.4,取n=3倍校驗按移動變電站二次出線端最小兩相短路電流校驗靈敏系數(shù)， 其最小兩相短路電流為:Km=7128=6.8> 1.5,滿足要求。Idz 14.5 72.4（2）低壓保護箱中過流保護裝置的整定過載保護整定其過電流（速斷）保護整定值應略大于下級控開關的過電流（速斷）保護整定值，同時應滿足靈敏系數(shù)的要求，過載保護整定值7 -' Pr - I -3 UN2 cos：'50030.690.85二 490A過載保護的整定值取I z =490A短路保護整定1dz = 1

21、QN 一二 1 N =3 0.69 0.85128.5 152 5 =875A整定值取875Ao動作電流倍數(shù)n =875=1.8,取n=2倍490校驗：Km =宜=7128=8.1>1.5,滿足要求Idz 8756.2控制開關保護整定6.2.1 皮帶電機控制開關保護整定（120開關）1、整定值：Iz<In （取電動機額定電流的近似值）PNz 3cos UN110.3 0.75 0.66= 128A式中:u n負何額定電壓，kV;三Pn 設備的額定功率，kVVcos* 設備的功率因數(shù)，一般取 0.75。2、靈敏度校驗:Kmld2)6365=6.2 ,1.28Iz 8 128式中:In 電動機的額定電流，A；I被保護干線或支線距變壓器最遠點的兩相短路電流值。6.2.2 絞車電機控制開關保護整定（80N開關）1、整定值：Iz<In （取電動機額定電流的近似值）Iz三Pn11N . 3cos Un 3 0.75 0.66二 13A式中:u n負何額定電壓，kV;三Pn 設備的額定功率，kVVcos* 設備的功率因數(shù)，一般取 0.